專利名稱：Led驅(qū)動電路、驅(qū)動方法和車輛燈的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于光源的驅(qū)動電路，特別是用于車輛燈的LED。
背景技術：
在使用光源的驅(qū)動電路的一些情況下，可能出現(xiàn)電路的電源電壓變化極大的情況，特別是下降到額定值以下。在這種情況下，如果多個光源彼此串聯(lián)，可能出現(xiàn)電源電壓不足以保證所有光源的正常照明。例如，當在交通燈處，在車輛處于停止狀態(tài)而自動斷開，而后在加速器利用已知的“啟動和停止”系統(tǒng)被按壓而再次啟動時會發(fā)生這樣的電源電壓下降的情況。例如，在“啟動和停止”期間，在最壞的情況下，電源電壓可以從額定值13.2伏下降至6.0伏。即使在這些操作條件中，仍要求車輛燈盡可能地具有少量的燈光閃動。這意味著，如果LED具有一般的2.5伏的結(jié)電壓，多于兩個LED不能彼此串聯(lián)?？紤]到電路的多種生理電壓降，將需要在輸入和電流調(diào)節(jié)電路中配置抗反轉(zhuǎn)二極管以至少以9伏驅(qū)動三個串聯(lián)的LED。在9伏下，亮度開始下降，當車輛在交通燈處停止并再次啟動時，可以看到LED的閃動。在用于光源的驅(qū)動器電路中，特別是常規(guī)使用的LED中，光源被布置為矩陣或照明分支、或其組合。LED矩·陣被認為是以矩陣連接的多個LED，即，其被布置為行和列，其中每行LED彼此并聯(lián)連接。常通過照明開關驅(qū)動LED矩陣，因此LED矩陣受電源端和照明開關終端之間的電位差的影響。照明分支被理解為表示一個或多個彼此串聯(lián)連接的光源。常通過照明開關來驅(qū)動照明分支，因此照明分支受電源端和照明開關終端之間電位差的影響。在繼續(xù)說明中，為簡單起見，照明分支將被理解為不僅是彼此串聯(lián)的一個或多個光源，從而流過相同的電源電流；而且是屬于LED矩陣的相同列的光源。因此，直到現(xiàn)在仍在采用的克服這樣的缺點的方法是使用具有兩行LED的矩陣，而不是常用的三行LED矩陣；或者是使用具有串聯(lián)的兩個LED的照明分支，而不是具有串聯(lián)的三個LED的照明分支。這意味著，對于相同數(shù)量的LED，電路需要設計得具有更多數(shù)量的LED矩矩陣或具有更多數(shù)量的彼此并聯(lián)的照明分支。由于在電流穩(wěn)定的驅(qū)動電路中，無論LED的數(shù)量如何，照明分支總是吸收相同的電流，所以增加列或并聯(lián)照明分支的數(shù)量意味著增加電路所吸收的電流。例如，對于相同的光源，由三行矩陣變?yōu)閮尚芯仃囈馕吨辔?0%的電流，從而多消耗50%的電力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目標紫玉提出一種用于光源的驅(qū)動電路，特別是用于車輛燈的LED，其能夠克服上面參照現(xiàn)有技術提到的缺點。具體地，本發(fā)明旨在提供一種驅(qū)動器電路，該驅(qū)動器電路即使在低電源值下也能夠保證光源的最優(yōu)照明，同時能夠限制電流的吸收從而限制電力消耗。通過根據(jù)權利要求1的電路、通過根據(jù)權利要求21的驅(qū)動方法以及通過根據(jù)權利要求28的車輛燈實現(xiàn)了這樣的目標。相關的權利要求說明了本發(fā)明優(yōu)選的實施方式。根據(jù)權利要求1，提出了一種光源驅(qū)動器電路，包括:開關裝置，能夠操作為改變流過所述光源的總電源電流的路徑。具體地，所述開關裝置可被操作以在至少一個第一路徑與至少一個第二路徑之間切換總電源電流的路徑，其中，該至少一個第一路徑對應光源之間的互連的第一電路配置，該至少一個第二路徑對應光源之間的互連的第二電路配置。在一個實施方式中，其中，光源位于照明分支上，其中，照明分支包括彼此串聯(lián)連接的光源或?qū)儆诠庠淳仃囍械囊涣械墓庠?，所述至少兩個電路配置具有不同數(shù)量的照明分支。在優(yōu)選的實施方式中，根據(jù)直流電壓電源的值執(zhí)行改變電源電流的步驟。具體地，在電源壓降低的情況下，以可增加照明分支數(shù)量這樣的方式控制開關裝置。對于通電的相同數(shù)量的光源，這意味著減少每一分支上的光源數(shù)量，從而即使以低電源電壓也可保證合適的電源。在電源電壓恢復額定值的情況下，以減少照明分支數(shù)量這樣的方式控制開關裝置。對于不同電路配置中的相同的分支電流，即，被每一分支所吸收的電流，這意味著減少電路所吸收的總電流，分支數(shù)量更少，從而相比傳統(tǒng)的驅(qū)動器電路消耗電力更少。在一個實施方式中，開關裝置至少可被操作可選地并聯(lián)或串聯(lián)連接至少兩個照明分支。具體地，所述 開 關裝置可被操作為連接照明分支的第一配置或并聯(lián)配置的至少兩個分支，以便獲得具有減少的照明分支數(shù)量的第二配置，反之亦然。在實施方式的變形中，開關裝置可被操作為將照明分支的光源可選地與其他照明分支的光源并聯(lián)或串聯(lián)連接。具體地，所述開關裝置可被操作為將第一配置或并聯(lián)配置的照明分支的光源分別連接至所述第一配置的其他照明分支，以便獲得具有減少的照明分支數(shù)量的第二配置或串聯(lián)配置，反之亦然。在本說明書中使用的注意術語“并聯(lián)”不僅表示根據(jù)電子工程公知定義的電子組件的并聯(lián)(即，其中，組件以電壓被以相同方式施加至所有的組件的方式連接至一對導體)，而且還表示位于電源端和照明開關終端之間的照明分支或LED矩矩陣。


從下面給出的通過參照附圖的非限定性示例來對本發(fā)明優(yōu)選實施方式進行的說明中，根據(jù)本發(fā)明的電路和驅(qū)動方法的特征和優(yōu)點將變得明顯，其中:圖1是根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動器電路的框圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施方式的驅(qū)動器電路的框圖；圖3a到3e是圖2中框圖的功能塊的電路實現(xiàn)方式，其中，圖3a為LED矩陣，圖3b為矩陣電流調(diào)節(jié)，圖3c為基準電壓，圖3d為控制邏輯，圖3e為矩陣開關驅(qū)動器；
圖4示出了圖3a中的并聯(lián)配置的LED矩陣；圖5示出了圖3a中串聯(lián)配置的LED矩陣；圖6a和圖6b是根據(jù)本發(fā)明的另一 LED矩陣的電路圖，圖6a為LED矩陣，圖6b為矩陣開關驅(qū)動器； 圖7a至7e是根據(jù)本發(fā)明的另一 LED矩陣的電路圖，其中，圖7a為LED矩陣，圖7b為矩陣電流調(diào)節(jié)，圖7c為矩陣開關驅(qū)動器；圖8a和圖8b示出根據(jù)本發(fā)明的另外的實施方式；以及圖9是其中LED由根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動器電路驅(qū)動的車輛燈的示例。
具體實施例方式在以下的描述中，術語“連接”指的是兩個電路元件之間的直接電連接以及借助于一個或多個有源或無源中間元件的間接連接。術語“電路”可以表示單個部件或彼此有源或無源連接以實現(xiàn)預定功能的多個部件。此外，在使用雙極結(jié)型晶體管(BJT)或場效應晶體管(FET)的情況下，術語“基極”、“集電極”、“發(fā)射極”的涵義包括術語“柵極”、“漏極”以及“源極”，反之亦然。最后，除非特別指明，否則可以使用NPN型晶體管來代替PNP型晶體管，反之亦然。根據(jù)本發(fā)明的光源的驅(qū)動電路全部由參考標號100、100’表示，并且現(xiàn)在將參照圖1和圖2的框圖進行描述。在所述框圖中，還如以下的電路圖所示，將LED表示為可能的光源的示例。電路包括電源端，其可連接至直流電壓電源發(fā)生器(Vbat)。所述電源端向位于一個或多個照明分支的多個LED 10供電。應當注意，本發(fā)明同樣可應用于LED的矩陣配置以及單源或多源配置的LED的情況。在繼續(xù)描述中，LED矩陣被理解為意指連接成矩陣形(即，位于多個列)的多個LED，其中，每列中的LED彼此并聯(lián)連接。LED矩陣可由照明開關來驅(qū)動，并且因此在電源端與照明開關端之間具有電位差。單源/多源配置被理解為表示位于彼此并聯(lián)連接的多個照明分支的多個LED，其中每個照明分支可以由相應的照明開關驅(qū)動，并因此在電源端和照明開關端之間具有電位差，從以下所述可以明顯地推導出。每個照明分支中的LED彼此串聯(lián)連接。如上所述，在繼續(xù)描述中，術語“并聯(lián)”不僅用于表示電子部件根據(jù)已知的電氣工程的定義進行的并聯(lián)連接，而且還表示置于電源端與照明開關端之間的照明分支或LED矩陣的列。如上所述，而且，在繼續(xù)描述中，照明“分支”將被理解為彼此串聯(lián)連接的一個或多個光源或?qū)儆贚ED矩陣的同一列的一個或多個光源。因此，分支電流(ILED)被理解為表示經(jīng)過照明分支的光源的電路。而驅(qū)動電路(IDRIVER)被理解成表示由置于與照明分支或LED矩陣級聯(lián)的照明開關所施加的電流。最后，電源電流被理解為表示由驅(qū)動電路所提供的以向所有光源( 因此，所有照明分支)供電的總電流。根據(jù)本發(fā)明，電路包括開關裝置20，其可被操作為改變總電源電流流過所述光源的路徑。在優(yōu)選實施方式中，所述開關裝置20可被操作為在至少一個第一路徑(對應于第一電路配置或光源之間的并聯(lián)互連配置)與至少一個第二路徑(對應于第二電路配置，或光源之間的串聯(lián)互連配置)之間切換總電源電流的路徑。在優(yōu)選實施方式中，其中，根據(jù)上述給出的照明分支的定義，光源位于一個或多個照明分支，所述至少兩個電路配置具有不同數(shù)量的照明分支。在優(yōu)選實施方式中，開關裝置20可被操作為根據(jù)直流電壓電源值來改變電流流過光源的路徑。換而言之，開關裝置20允許基于電路信號的比較將照明分支的配置修改為減少或增多其數(shù)據(jù)，這取決于電源電壓，如以下將說明的，同時保持光源數(shù)量恒定。具體地，對于低電源電壓值，開關裝置被啟用以確定光源的電源電流路徑，其中該路徑使照明分支數(shù)量增多，從而用于每條分支的光源數(shù)量減少。在每條分支的光源數(shù)量減少的情況下，可以通過低電源電壓對所述光源進行均等地適應供電。反之亦然，在高電源電壓值的情況下，開關裝置被啟用，以確定電源電流的不同路徑，該路徑使照明分支數(shù)量減少，因此用于每條分支的光源數(shù)量增大。分支電流僅僅由施加至光源上的電流來確定，來獲得期望的發(fā)光度，因此，減少這種分支的數(shù)量表示減少驅(qū)動電路所需的總電源電流，并因此降低消耗功率。在繼續(xù)描述中，“串聯(lián)配置”將被認為是通常表示與“并聯(lián)配置”相比，提供更少照明分支數(shù)量的照明分支配置，“串聯(lián)配置”反而表示具有更多照明分支數(shù)量的照明分支配置。在以下將更加詳細地描述的一個實施方式中，開關裝置20可被操作為將至少兩個照明分支可選地進行并聯(lián)連接或串聯(lián)連接。因此，從并聯(lián)配置至串聯(lián)配置的改變表示減少照明分支數(shù)量，反之亦然，從串聯(lián)配置至并聯(lián)配置的改變表示增加照明分支數(shù)量。在具有至少三個照明分支的另一實施方式中，開關裝置20可被操作為將第一配置或并聯(lián)配置的照明分支的光源10分別連接至所述第一配置的其他照明分支，以獲得具有減少的照明分支數(shù)量的第二配置或 串聯(lián)配置，反之亦然。在該情況下，因此，例如，從具有三個照明分支的并聯(lián)配置開始，可以改變?yōu)閷⒌谝环种У囊恍┕庠创?lián)連接至第二分支的光源并將第一分支的剩余光源串聯(lián)連接至第三分支的光源的兩個照明分支的串聯(lián)配置。這樣，在串聯(lián)配置中，第一照明分支消失，并且省電33%。開關裝置20由“矩陣/分支驅(qū)動器開關” 30來控制，其中矩陣/分支驅(qū)動器開關包括控制電路裝置(諸如晶體管)，適于在存在控制信號M_CTRL的情況下啟用開關裝置20。返回框圖，借助于“LED矩陣/分支電流調(diào)節(jié)”塊40來向照明分支供電。換而言之，所述塊包括適于向照明分支施加光源所需的分支電流ILED以提供期望的發(fā)光度的電路裝置，優(yōu)選地，在電流穩(wěn)定驅(qū)動器電路的情況下，提供恒流。在一個實施方式中，所述電路裝置包括至少一個照明開關42，其至少連接至相應的照明分支，并可被操作為施加驅(qū)動電流IDRIVER，該驅(qū)動電流被轉(zhuǎn)變?yōu)榱鬟^所述照明分支的恒定分支電流ILED。優(yōu)選地，所述驅(qū)動電流依賴于施加于照明開關42上的驅(qū)動電壓(Vref)。在優(yōu)選實施方式中，所述照明開關42是晶體管。如上所述，為了獲得本發(fā)明提供的益處，在單個照明分支流通的分支電流必須保持在串聯(lián)配置和并聯(lián)配置中相同，而與分支數(shù)量和每個分支中光源的數(shù)量無關。在所示出的電流穩(wěn)定驅(qū)動器電路的情況下，分支電流也是恒定的。由于與串聯(lián)配置相比，在照明分支并聯(lián)配置的情況下，具有更大的總電流消耗，因此在并聯(lián)配置的情況下，分支的數(shù)量越大，電源開關所產(chǎn)生的驅(qū)動器電流越大。因此，電路還包括“電壓基準”±夾50，包括驅(qū)動電壓調(diào)節(jié)裝置，適于根據(jù)照明分支的串聯(lián)配置或并聯(lián)配置來調(diào)節(jié)驅(qū)動電壓Vref的值，以改變驅(qū)動電流IDRIVER，從而在所述配置變化時也保持分支電流ILED恒定。電路進一步包括“控制邏輯”塊60，其包括控制裝置，適于向“矩陣/分支開關驅(qū)動器” 30提供矩陣控制信號M_CTRL，并且向“電壓基準”塊60提供電流控制信號I_CTRL，以切換施加于照明開關上的驅(qū)動電壓的值。在圖1所示的實施方式中，所述控制裝置適于將電源電壓與預定閾值進行比較。例如，所述預定閾值與照明分支上的LED數(shù)量和每個LED的結(jié)電壓的乘積相關，結(jié)果實現(xiàn)安全的容限以及施加合適的滯后。因此，當需要從并聯(lián)配置切換至串聯(lián)配置時，考慮串聯(lián)配置中照明分支上的LED數(shù)量，并且當電源電壓增大到超過上部預定閾值時，“控制邏輯”塊指示“基準電壓”塊將驅(qū)動電壓減少，并指示“矩陣/分支開關驅(qū)動器”將開關裝置切換至串聯(lián)配置。反之亦然，當電源電壓處于從標稱值減少的階段以及因此需要從串聯(lián)配置切換至并聯(lián)配置時，考慮先前定義的閾值，當電源壓降低到下部預定閾值以下時，“控制邏輯”塊指示“基準電壓”塊將驅(qū)動電壓增大，并且指示“矩陣/分支開關驅(qū)動器”將開關裝置切換成并聯(lián)配置。明顯地，閾值越低越好的原因在于，至降低損耗的串聯(lián)配置的切換發(fā)生得更早。代替使用預定的 閾值，在優(yōu)選實施方式中，電路100’使用通過監(jiān)控驅(qū)動電路的有效狀態(tài)所獲得的自適應閾值(圖2)。具體地，控制裝置從“LED矩陣/分支電流調(diào)節(jié)”塊40獲得計算自適應閾值所需的信息。如以下將描述的，控制裝置適于檢測級聯(lián)連接至相應照明分支的照明開關42中的至少一個照明開關兩端(在照明晶體管的情況下，為集電極和發(fā)射極)之間的壓降，并在所述壓降降低到預定閾值以下時，指示開關裝置和驅(qū)動電壓調(diào)節(jié)裝置從串聯(lián)配置轉(zhuǎn)變?yōu)椴⒙?lián)配置。在該狀態(tài)下，實際上，照明晶體管將從線性區(qū)改變至飽和區(qū)，并因此將不再能夠?qū)κ构庠磫铀璧碾娏鬟M行調(diào)節(jié)，因此，需要切換至并聯(lián)配置。控制裝置還適于將級聯(lián)連接至相應照明分支的照明開關42中的至少一個照明開關的兩端的壓降與相應光源兩端的壓降進行比較，并且指示開關裝置以及驅(qū)動電壓調(diào)節(jié)裝置根據(jù)這種比較結(jié)果從并聯(lián)配置改變?yōu)榇?lián)配置?，F(xiàn)在將參照圖3a至圖3e的電路實施描述實施圖2的框圖的第一實踐示例，即，具有自適應閾值。在所示的示例中，所述驅(qū)動電路適于驅(qū)動包括8個LED的LED矩陣。根據(jù)本發(fā)明，所述LED矩陣可以從并聯(lián)配置切換至串聯(lián)配置，在并聯(lián)配置中，形成有兩行四列LED (從左至右:D10, D11;D1, D2;D6, D3;D13, D12)，在串聯(lián)配置中，形成有四行兩列。LED矩陣連接于電源端VDD與照明晶體管Ql的集電極COLLECTOR之間，其中照明晶體管Ql是“矩陣電流調(diào)節(jié)”塊40的一部分。開關裝置包括第一開關晶體管Q10，連接于第三列LED和第四列LED與開關晶體管的集電極之間；第二開關晶體管Q16，連接于電源端VDD與開始兩列LED之間；以及二極管，優(yōu)選為肖特基二極管，連接于第三和第四列LED的負極與第一和第二列LED的正極之間?？紤]開關晶體管QlO和Q16均接通的啟動情形(圖4)。四個照明分支是所有彼此并聯(lián)的(如果將兩個開關晶體管的VCE、SAT忽略)。開關晶體管QlO和Q16 —旦被截止，發(fā)光晶體管Ql的集電極電壓就下降，因為所述發(fā)光晶體管試圖保持驅(qū)動電流恒定并且因此降低其集電極和發(fā)射極端之間的電阻率(resistivity)。由于集電極電壓下降,第一個兩列LED (Dl, DIO, D2, Dll)的端部電壓也下降，而第三和第四列正極的電壓保持限定在VDD。該條件使得開關二極管D4在直流區(qū)(direct zone)極化并開始導通。在短暫的過渡(transition)后(其中，亮度降低，但對于人眼不可見)從而矩陣移動成“串聯(lián)”配置，即4行X 2列(圖5)。在相反的處理中，開關晶體管QlO和Q16接通并將第一個兩列LED (D10，D1，D11，D2)的正極限定為電源端的電壓VDD ;以同樣的方式，第三和第四列(D6，D13，D3，D12)的負極被限定為集電極端COLLECTOR的電壓。結(jié)果，開關二極管D4斷開。繼續(xù)進行到“矩陣電流調(diào)整”±夾40，發(fā)光晶體管Ql連接到施加到發(fā)光晶體管Ql的發(fā)射極EMITTER的第一運算放大器U1，通過電阻器R5接地，由“電壓基準”塊50生成的驅(qū)動電壓Vref ’ =2Vx或Vref ” =Vx,具體地,提供在屬于該塊的第二運算放大器U2的輸出端，如下面將要解釋的，電壓Vx為所述第二運算放大器U2的非反相輸入電壓。這樣，流過LED矩陣的驅(qū)動電流是已知且穩(wěn)定的。運算放大器Ul和U2被用于反饋。所以，第一運算放大器Ul送回在其非反相輸入端(+ )上和在其反相輸入端(-)上從而在發(fā)光晶體管Ql的發(fā)射極上具有的驅(qū)動電壓Vref ’和 Vref”。“電壓基準”塊50包括以恒定電流供電的齊納二極管D7。因此，無論電源電壓如何，齊納二極管D7端部的電壓Vz都恒定。用于例如對運算放大器供電的第一穩(wěn)定電壓Vop通過晶體管Q2源自所述電 器Rl、R18源自電壓Vz。根據(jù)反饋回路R21、R35的配置，通過來自“控制邏輯”塊60的電流控制信號I_CTRL確定，第二運算放大器U2在其輸出端生成驅(qū)動電壓 Vref ’ =2Vx 或 Vref ”Vx。關于所述信號I_CTRL的端連接到“控制邏輯”塊60的晶體管Q18的集電極。所述晶體管Q18無論在飽和還是截止狀態(tài)都工作。當其在飽和狀態(tài)下，可以認為其VEC、SAT幾乎為零(null)，借助于通過電阻器R35和R21確定的增益(在該實例中等于2)，獲得第二運算放大器U2的非反相放大器的配置。相反，當Q18截止時，電阻器R21不再計算在內(nèi)，并且具有以下配置，在第二運算放大器的輸出端實現(xiàn)Vref ”Vx。晶體管Q18又受控制信號STATUS控制，控制信號STATUS指示LED矩陣處于何種狀態(tài)，也就是說，處于串聯(lián)配置狀態(tài)還是并聯(lián)配置狀態(tài)。其中，所述STATUS控制信號來自雙穩(wěn)態(tài)電路62，雙穩(wěn)態(tài)電路62適于在其存儲器中保存LED矩陣的狀態(tài)、晶體管Q18的導通和截止，雙穩(wěn)態(tài)電路62的STATUS輸出使得“控制邏輯”塊60的另一晶體管Q7導通或截止，“控制邏輯”塊60適于生成矩陣控制信號M_CTRL，矩陣控制信號M_CTRL通過“矩陣開關驅(qū)動器”塊30的方式控制晶體管QlO和Q16。在雙穩(wěn)態(tài)電路62中，輸出信號通過輸入信號狀態(tài)T0_L0WER和T0_UPPER切換，輸入信號狀態(tài)T0_L0WER和T0_UPPER由各自的差分電路64、66生成，差分電路64、66比較電壓，并基于該比較確定是否需要從LED矩陣的一個配置切換到另一個配置。具體地，可觀察到兩個差分電路64、66如何使它們的輸入端中具有發(fā)光晶體管Ql的集電極端COLLECTOR上的電壓VCQl。差分低閾值電路64將低閾值電壓VTHL定義為:VTHL=VEQI+VBEQI*R6/(R4+R6);其中，VEQl為發(fā)光晶體管Ql的發(fā)射極端EMITTER上的電壓，VBEQl為所述發(fā)光晶體管的基極BASE和發(fā)射極端EMITTER之間的電壓差。因此，根據(jù)該差分電路，如果VCQI〈VTHL，則以多達被電流穿過的方式輸出信號T0_L0WER被激活，使雙穩(wěn)態(tài)電路改變狀態(tài)，從而矩陣改變狀態(tài)。在低閾值差分電路64的實例中，電路認識到發(fā)光晶體管Ql接近飽和狀態(tài)，并且在進一步降低電源電壓后，該晶體管將不能保持LED亮。因此需要從串行配置變換到并行配置。因此，在實踐中，低閾值差分電路64執(zhí)行發(fā)光晶體管的基極電壓和集電極電壓之間的比較。關于低閾值差分電路66，當發(fā)光晶體管Ql的集電極的發(fā)射極之間的電壓(加上由使矩陣開關的元件上的壓降給出的一定差值，加上相對于低閾值BTHL的一定滯后)幾乎等于照明分支上的壓降(VDD-VCQl)時，從并行配置到串行配置的轉(zhuǎn)變。事實上，從并行配置轉(zhuǎn)變到串行配置，照明分支上的壓降成倍，因為LED矩陣從2行轉(zhuǎn)變?yōu)?行。如果在發(fā)光晶體管Ql的集電極和發(fā)射極之間存在附加壓降，這意味著LED矩陣可 以從并行配置轉(zhuǎn)變到串行配置。換而言之，在這種條件下，發(fā)光晶體管Ql可以將其VCE “交出”到串行配置中的矩陣，而不進入飽和狀態(tài)。在另一實施方式中，如圖6a和圖6b所示，圖6a中的LED矩陣包括6個LED，能夠根據(jù)開關晶體管Q4、QlO和Q16的狀態(tài)在2行3列的并行配置和3行2列的串行配置之間切換。圖6a還示出用于圖6a中的LED矩陣的開關晶體管的控制的“矩陣開關驅(qū)動器”。驅(qū)動電路的剩余塊與用于2-4LED矩陣的實例的上述相同塊相比沒有不同。如由圖6a中箭頭可以看出，箭頭示出矩陣的使用的兩個電路配置中的電流的路徑(可以被定義為并行)，該矩陣具有三個照明分支，分別包括LED對D14、D15 ;D10、D12 ;D13、D11。這種第一配置通過接通所有開關晶體管并使開關晶體管Dl和D4被拒絕訪問而獲得。在可被定義為串行的第二配置中，矩陣具有兩個照明分支，分別包括LED D14、D13、D15 ;D10、D12、Dll。這種第二配置通過截止所有三個開關晶體管并使開關晶體管Dl和D4導通而獲得。應注意，在該實例中，兩個驅(qū)動電壓為Vref ’ =Vx*3/2和Vref ”=Vx。在另一實施方式中，圖7a至圖7e示出，驅(qū)動電路在矩陣配置中具有照明分支。具體地，使用兩個照明晶體管Ql和Q19，每個照明晶體管Ql和Q19根據(jù)現(xiàn)在所描述的兩個“并-串”配置連接多個光源。開關裝置包括兩個開關晶體管Q2和QlO以及兩個開關二極管Dl和D4。在圖7d所示的可被定義為并行的第一配置中，兩個開關晶體管Q4和QlO導通并且兩個開關二極管D4和Dl被拒絕訪問。在開關裝置的該狀態(tài)下，驅(qū)動電路提供連接至第一發(fā)光晶體管Q19的兩行兩列LED矩陣(LED D14、DlO和D15、D11)，和連接至第二發(fā)光晶體管Ql的一行兩列LED矩陣(LED D13、D12)。在實踐中，因此在該并行配置中，存在四個根據(jù)上述給出的照明分支的定義的照明分支。在圖7e所示的可被定義為串行的第二配置中，兩個開關晶體管Q4和QlO截止并且兩個開關二極管D4和Dl被直接極化，也就是被導通。在開關裝置的該狀態(tài)下，驅(qū)動電路提供連接至兩個發(fā)光晶體管Q19和Ql的集電極的三行兩列LED的矩陣，兩個發(fā)光晶體管Q19和Ql通過開關二極管Dl互相連接。在實踐中，因此在該并行配置中，存在兩個根據(jù)上述給出的照明分支的定義的照明分支。圖7b和圖7c示出“矩陣電流調(diào)整”塊的電路實施，在該實例中，包括兩個發(fā)光晶體管Ql和Q19和用于控制圖7a中的LED矩陣的兩個開關晶體的“矩陣開關驅(qū)動器”。驅(qū)動電路的剩余塊與上述用于2-4LED矩陣的實例的相同塊相比沒有不同。在圖8a和圖8b示出的另外的實施方式中，兩個2x3矩陣(如圖6a所示)連接在發(fā)光晶體管42的電源端VDD和集電極之間，如圖8a所示。根據(jù)控制信號M_CTRL_1的狀態(tài)，這些矩陣可以從每個照明分支兩行LED的配置轉(zhuǎn)換為每個照明分支三行LED的狀態(tài)。根據(jù)控制信號M_CTRL_2的狀態(tài)，更確定地，兩個矩陣可以彼此串聯(lián)連接或并聯(lián)連接。改變信號M_CTRL_1和M_CTRL_2的狀態(tài)的組合效果從而允許獲得四個不同的電路組合，如圖8b中的表所描述的，每個照明分支具有多個LED行，其可以等于2、3、4、6。這四個配置或等級由三個閾值分開。在從一個配置到另一配置轉(zhuǎn)換過程中，每個照明分支LED的行數(shù)增加，在多個列中存在相應的壓降，以實現(xiàn)節(jié)省所吸收的功率的優(yōu)點。而且，應注意，本發(fā)明同樣適用于驅(qū)動電路不是電流穩(wěn)定的情況。例如，根據(jù)如下關系式，基準電壓Vx不恒定，而是取決于電源電壓VDD，對于 K*VDD>VA，Vx=VA+k*VDD，其中，VA是恒定電壓。這種驅(qū)動電路的實例 在專利申請Η)2011Α000371中有描述。驅(qū)動電流取決于電源電壓VDD，當電源電壓超過額定值時，可能對其施加動態(tài)PWM調(diào)制，以便消耗與穩(wěn)定電路的電流相比更少的功率。在這種情況下，在圖3a至圖3e中所示的優(yōu)選電路實施中，僅使對于k*VDD>VA，Vref，=2* (VA+k*VDD)，Vref^ =VA+K*VDD參照圖9，本發(fā)明涉及車輛燈200，其中，車輛燈200的至少一個燈由上述驅(qū)動電路驅(qū)動的LED光源制成。該車輛燈200可以是車輛的前燈、尾燈、剎車燈，例如，尾燈的燈可以是側(cè)燈、剎車燈或霧燈。本領域技術人員可以對根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動電路的實施方式進行修改和改變，用功能等價的其他元件進行替代以便滿足可能的需求，而保持在以下權利要求的保護范圍內(nèi)。例如，控制電路裝置可以以軟件實施，例如，使用微控制器處理單元或DSP，以獲得如上所述的控制信號。作為屬于可能的實施方式的每個特征可以獨立于所描述的其他實施方式實現(xiàn)。
權利要求
1.一種用來對多個光源進行供電的光源驅(qū)動電路，其特征在于包括開關裝置(20)，所述開關裝置能夠被操作為改變流過所述光源的總電源電流的路徑。
2.根據(jù)權利要求1所述的電路，其中，所述開關裝置能夠被操作為在至少一個第一路徑和至少一個第二路徑之間切換所述總電源電流的所述路徑，所述至少一個第一路徑對應于所述光源之間的互連的第一電路配置，所述至少一個第二路徑對應于所述光源之間的互連的第二電路配置。
3.根據(jù)前述任一項權利要求所述的電路，其中，所述光源位于照明分支上，其中，每個照明分支包括彼此串聯(lián)的光源或?qū)儆诠庠淳仃嚨囊涣械墓庠?，其中，所述至少兩個電路配置具有不同數(shù)量的照明分支。
4.根據(jù)前述任一項權利要求所述的電路，其中，所述開關裝置能夠被操作為可選地并聯(lián)或串聯(lián)連接至少兩個照明分支。
5.根據(jù)權利要求3和4中的任一項所述的電路，其中，所述開關裝置能夠被操作為連接照明分支的第一 配置或并聯(lián)配置的至少兩個分支，以得到第二配置或串聯(lián)配置，反之亦然，其中，所述第二配置或串聯(lián)配置具有數(shù)量減少的照明分支。
6.根據(jù)權利要求3所述的電路，其中，所述開關裝置能夠被操作為可選地將照明分支的所述光源與其他照明分支的所述光源并聯(lián)或串聯(lián)連接。
7.根據(jù)權利要求3或6所述的電路，其中，所述開關裝置能夠被操作為將第一配置或并聯(lián)配置的照明分支的光源分別連接至所述第一配置的其他照明分支，以得到第二配置或串聯(lián)配置，反之亦然，其中，所述第二配置或串聯(lián)配置具有數(shù)量減少的照明分支。
8.根據(jù)前述任一項權利要求所述的電路，其中，所述光源被連接至電源端(VDD)，所述電源端可連接至直流電壓電源發(fā)生器(Vbat)。
9.根據(jù)前述任一項權利要求所述的電路，其中，所述開關裝置能夠根據(jù)所述直流電壓電源的值而操作。
10.根據(jù)前述任一項權利要求所述的電路，包括至少一個照明開關(42)，至少連接至相應的照明分支，并可操作為施加所述光源所需的通過所述照明分支的分支電流(ILED)，以提供期望的亮度。
11.根據(jù)前述任一項權利要求所述的電路，其中，每個照明開關根據(jù)施加至所述照明開關的驅(qū)動電壓(Vref )來施加驅(qū)動電流(IDRIVER)。
12.根據(jù)前述權利要求所述的電路，其中，所述驅(qū)動電壓(Vref)是恒定的。
13.根據(jù)權利要求9所述的電路，其中，根據(jù)以下關系，所述驅(qū)動電壓(Vx)取決于所述電源電壓VDD， 對于 K*VDD>VA，Vx=VA+k*VDD， 其中，VA為恒定電壓。
14.根據(jù)權利要求10或11所述的電路，包括驅(qū)動電壓調(diào)節(jié)裝置(50)，其適于根據(jù)所述照明分支的所述第一配置或所述第二配置調(diào)節(jié)驅(qū)動電壓值，以在所述配置變化時保持所述分支電流(ILED)不變。
15.根據(jù)前述任一項權利要求所述的電路，包括控制裝置(60)，其適于將電源電壓與至少一個預定閾值進行比較并適于根據(jù)這樣的比較來控制所述開關裝置和所述驅(qū)動電壓調(diào)節(jié)裝置。
16.根據(jù)權利要求10至15中的任一項所述的電路，包括控制裝置，其適于檢測串聯(lián)連接至至少一個相應的照明分支的至少一個照明開關端處的壓降，并控制所述開關裝置和所述驅(qū)動電壓調(diào)節(jié)裝置以在所述電壓下降至低于預定閾值時從串聯(lián)配置變化為并聯(lián)配置。
17.根據(jù)權利要求10至15中的任一項所述的電路，包括控制裝置，其適于將串聯(lián)連接至至少一個相應的照明分支的至少一個照明開關端處的壓降與所述相應的照明分支的端部處的壓降進行比較，并根據(jù)這樣的比較控制所述開關裝置和所述驅(qū)動電壓調(diào)節(jié)裝置從所述第一配置或并聯(lián)配置變化為所述第二配置或串聯(lián)配置。
18.根據(jù)前述任一項權利要求所述的電路，其中，所述通信裝置包括:雙向開關，在導電狀態(tài)時適于以第一配置或并聯(lián)配置連接所述照明分支；以及至少一個開關二極管元件，在所述雙向開關處于斷開狀態(tài)時適于以第二配置或串聯(lián)配置連接所述照明分支。
19.根據(jù)權利要求10至18中的任一項所述的電路，包括:至少兩個LED矩陣，連接在所述電源端(VDD)和發(fā)光晶體管的集電極(42)之間；第一開關裝置，能夠被操作為將所述矩陣中的每一個的電路配置從η行m列的第一配置切換至m行η列的第二配置，反之亦然；以及第二開關裝置，能夠被操作為將所述矩陣可選地彼此串聯(lián)連接或彼此并聯(lián)連接，以得到至少四個不同的電路配置。
20.根據(jù)前述任一項權利要求所述的電路，其中，所述第一開關裝置和所述第二開關裝置能夠根據(jù)發(fā)光晶體管的集電極電壓和至少兩個閾值之間的比較而操作。
21.一種用來對多個光源進行供電的驅(qū)動光源的方法，其特征在于，包括改變流過所述光源的總電源電流的路徑的步驟。
22.根據(jù)權利要求21所述的方法，其中，所述總電源電流的路徑能夠在至少一個第一路徑和至少一個第二路徑之間切換，所述至少一個第一路徑對應于所述光源之間的互連的第一電路配置，所述至少一個第二路徑對應于所述光源之間的互連的第二電路配置。
23.根據(jù)權利要求2·1或22所述的方法，其中，所述改變步驟根據(jù)所述光源的直流電壓電源的值來執(zhí)行。
24.根據(jù)權利要求19至21中的任一項所述的方法，其中，將至少一個照明開關(42)至少連接至相應的照明分支以施加所述光源所需的通過所述照明分支的分支電流(ILED)，從而提供期望的亮度，以及其中，每個照明開關根據(jù)施加至所述照明開關的驅(qū)動電壓(Vref)施加驅(qū)動電流(IDRIVER)，所述方法包括根據(jù)由所述照明分支采取的配置調(diào)節(jié)所述驅(qū)動電壓的值以在所述配置變化時保持分支電流(ILED)不變的步驟。
25.根據(jù)前述任一項權利要求所述的方法，其中，作為電源電壓和至少一個預定閾值的比較步驟的結(jié)果來執(zhí)行改變電源電流路徑和調(diào)節(jié)驅(qū)動電壓的步驟。
26.根據(jù)權利要求24所述的方法，包括檢測串聯(lián)連接至至少一個相應的照明分支的照明開關端處的壓降的步驟，當所述壓降下降為低于預定閾值時執(zhí)行改變電源電流的路徑以增加照明分支的數(shù)量以及調(diào)節(jié)驅(qū)動電壓的步驟。
27.根據(jù)權利要求24所述的方法，包括將串聯(lián)連接至至少一個相應的照明分支的照明開關端處的壓降與所述相應的照明分支的端部處的壓降進行比較的步驟，在這樣的比較之后執(zhí)行改變電源電流的路徑以減少照明分支的數(shù)量以及調(diào)節(jié)驅(qū)動電壓的步驟。
28.—種車輛燈，其特征在于，包括根據(jù)權利要求1至20中的任一項所述的光源的驅(qū)動電路。
全文摘要
本發(fā)明涉及LED驅(qū)動電路、驅(qū)動方法和車輛燈。一種用來對多個光源進行供電的光源驅(qū)動電路，包括開關裝置(20)，能夠被操作為改變流過所述光源的總電源電流的路徑。所述開關裝置能夠操作為在至少一個第一路徑和至少一個第二路徑之間切換總電源電流的路徑，所述至少一個第一路徑對應于光源之間的互連的第一電路配置，所述至少一個第二路徑對應于官員之間的互連的第二電路配置。
文檔編號H05B37/02GK103249218SQ20131004246
公開日2013年8月14日 申請日期2013年2月1日 優(yōu)先權日2012年2月1日
發(fā)明者達維德·巴卡林, 安德烈亞·恩格拉羅 申請人:汽車照明意大利獨資股份有限公司